專利名稱：介電常數(shù)異向性為負(fù)的液晶性化合物、使用其的液晶組成物及液晶顯示元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可用作液晶顯示元件用材料的新穎的液晶性化合物及含有該化合物的液晶組成物。詳細(xì)而言，涉及一種具有較低的粘度、與其他液晶性化合物的良好的相容性，且具有適當(dāng)大小的光學(xué)異向性及介電常數(shù)異向性，于使用于液晶顯示元件中的情形時具有陡峭的電光學(xué)特性的新穎的液晶性化合物及含有該化合物的液晶組成物以及含有該液晶組成物的液晶顯示元件。
背景技術(shù)：
含有液晶性化合物的顯示元件可廣泛用于時鐘、計算器、文書處理器等的顯示器中。該些顯示元件利用了液晶性化合物的光學(xué)異向性、介電常數(shù)異向性等。液晶相有向列型液晶相、層列型液晶相、膽固醇型液晶相，但最廣泛使用的是利用了向列型液晶相者。而且，顯示方式有動態(tài)散射(DS)、配向相變形(DAP)、賓主(GH)、扭轉(zhuǎn)向列(TN)、超扭轉(zhuǎn)向列(STN)、薄膜晶體管(TFT)、垂直配向(VA)、橫向電場切換(IPS)、聚合物穩(wěn)定配向(PSA)模式等。于該些顯示方式中所使用的液晶性化合物，于以室溫為中心的較廣的溫度范圍內(nèi)顯示出液晶相，于使用顯示元件的條件下非常穩(wěn)定，另外必須具有用以使顯示元件驅(qū)動所需的充分的特性，但目前為止尚未發(fā)現(xiàn)以單一的液晶性化合物滿足該條件者。因此，現(xiàn)狀是藉由混合數(shù)種至數(shù)十種的液晶性化合物而調(diào)制具有所要求的特性的液晶組成物。要求該些液晶組成物于使用顯示元件的條件下對通常存在的水分、光、熱、空氣穩(wěn)定，且對電場或電磁放射亦穩(wěn)定，另外對混合的化合物亦化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。而且，于液晶組成物中，需要其光學(xué)異向性(Δη)及介電常數(shù)異向性(Δ ε )等特性依存于顯示方式或顯示元件的形狀而具有適當(dāng)?shù)闹怠Ａ硗?，重要的是液晶組成物中的各成分相互的間具有良好的溶解性。為了進行良好的液晶顯示，較佳的是構(gòu)成其的液晶顯示元件的單元厚度與所使用的液晶組成物的光學(xué)異向性的值固定(Ε.杰克曼(E. Jakeman)等人、物理通信(Pyhs. Lett.)，39A. 69(1972)).而且，液晶顯示元件的響應(yīng)速度與所使用的單元的厚度的平方成反比。因此，為了制造可進行亦可應(yīng)用于動態(tài)影像(dynamic image)等的顯示的高速響應(yīng)的液晶顯示元件，必須具有具較大的光學(xué)異向性值的液晶組成物。作為具有較大的光學(xué)異向性值的液晶性化合物，進行了各種化合物的開發(fā)，通常情況下，具有如此大的光學(xué)異向性的化合物通常具有高度共軛的分子結(jié)構(gòu)，但存在所述化合物與其他液晶性化合物的相容性差的傾向，難以作為具有良好的電氣特性(electrical property)的液晶組成物的構(gòu)成成分而使用。另外，對薄膜晶體管方式的液晶顯示元件等的作為要求較高的絕緣性(比電阻) 的液晶組成物的構(gòu)成成分而使用的液晶性化合物，要求較高的穩(wěn)定性。而且，于上述運作模式中，已知IPS、VA、PSA模式等是利用了液晶分子的垂直配向性的運作模式，可改善TN、STN模式等先前的顯示模式的缺點，即視角狹窄。
而且，自先前以來便開始大量研究苯環(huán)上的氫經(jīng)氟取代的液晶性化合物作為可用于該些運作模式的液晶顯示元件中的具有負(fù)介電常數(shù)異向性的液晶組成物的成分(參照專利文獻1-8)。例如，于專利文獻1中研究了苯環(huán)上的氫經(jīng)氟取代、且于側(cè)鏈上具有烷基的化合物(s-1)，而且，于專利文獻2中研究了苯環(huán)上的氫經(jīng)氟取代、且于側(cè)鏈上具有烯基的化合物(s-2)。
權(quán)利要求
1.一種化合物，所述化合物以式(i)所表示\_,zwo^Py^》.....+<^^or2 0)式中，R1及R2獨立為碳數(shù)為1 8的烷基或碳數(shù)為2 8的烯基； 環(huán)A1為反式-1，4-亞環(huán)己基、1，4-亞環(huán)己烯基、或1，4-亞苯基； 環(huán)A2為反式-1，4-亞環(huán)己基、1，4-亞環(huán)己烯基、2-氟-1，4-亞苯基、3-氟-1，4-亞苯 基、2，3- 二氟-1，4-亞苯基、2-氟-3-氯-1，4-亞苯基、或2-氯-3-氟-I，4-亞苯基； Q1及Q2獨立為氟或氯；以及 h為0、1或2，于h為2時，環(huán)A2可相同亦可不同。
2.一種化合物，所述化合物以式(1)所表示
3.如權(quán)利要求2所述的化合物，其以式(1-a)所表示
4.如權(quán)利要求3所述的化合物，其中環(huán)A1為1，4-亞環(huán)己烯基。
5.如權(quán)利要求3或4所述的化合物，其中R1及R2的其中一個為碳數(shù)為2 8的直鏈
6.如權(quán)利要求2所述的化合物，其以式(1-b)所表示
7.如權(quán)利要求6所述的化合物，其中環(huán)A1及環(huán)A2均為反式-1，4-亞環(huán)己基，Q1及Q2均為氟。
8.如權(quán)利要求2所述的化合物，其以式(1-c)所表示式中，R1及R2獨立為碳數(shù)為1 8的直鏈烷基或碳數(shù)為2 8的直鏈烯基； 環(huán)A1為反式-1，4-亞環(huán)己基或1，4_亞環(huán)己烯基； Q1及Q2獨立為氟或氯；以及 Q3及Q4獨立為氫、氟、或氯，Q3及Q4的其中一個為氟。
9.如權(quán)利要求8所述的化合物，其中環(huán)A1為反式-1，4-亞環(huán)己基，Q1、Q2及Q4為氟，Q3為氫。
10.如權(quán)利要求8所述的化合物，其中環(huán)A1為反式-1，4-亞環(huán)己基，Q1、Q2、Q3及Q4為風(fēng)ο
11.如權(quán)利要求1所述的化合物，其以式(i-d)所表示式中，R1及R2獨立為碳數(shù)為1 8的直鏈烷基、或碳數(shù)為2 8的直鏈烯基；Q1及Q2獨立為氟或氯；以及Q3及Q4獨立為氫、氟、或氯，Q3及Q4的其中一個為氟。
12.一種液晶組成物，其特征在于所述液晶組成物含有至少一種如權(quán)利要求1至11 中任一項所述的化合物。
13.如權(quán)利要求12所述的液晶組成物，其還含有選自通式O)、通式C3)及通式(4)所表示的化合物的群組的至少一種化合物式中，R3獨立為碳數(shù)為1 10的烷基或碳數(shù)為2 10的烯基，于所述基中，任意的氫亦可經(jīng)氟取代，任意的-CH2-亦可經(jīng)-0-取代； X1為氟或氯；
14.如權(quán)利要求12所述的液晶組成物，其還含有選自通式( 所表示的化合物的群組的至少一種化合物
15.如權(quán)利要求12所述的液晶組成物，其還含有選自通式(6)、通式(7)、通式(8)、通式(9)、通式(10)及通式(11)所表示的化合物的群組的至少一種化合物
16.如權(quán)利要求12所述的液晶組成物，其還含有選自通式(12)、通式(1 及通式(14) 所表示的化合物的群組的至少ー種化合物
17.如權(quán)利要求15所述的液晶組成物，其還含有選自如權(quán)利要求16所述的通式(12)、 通式(1 及通式(14)所表示的化合物的群組的至少一種化合物。
18.如權(quán)利要求12至17中任一項所述的液晶組成物，其還含有至少一種光學(xué)活性化合物和/或可聚合的化合物。
19.如權(quán)利要求12至18中任一項所述的液晶組成物，其還含有至少一種抗氧化劑和/ 或紫外線吸收劑。
20.一種液晶顯示元件，所述液晶顯示元件含有如權(quán)利要求12至19中任一項所述的液晶組成物。
全文摘要
提供一種具有液晶性化合物所必須的一般物性、對熱、光等的穩(wěn)定性、較小的粘度、適當(dāng)大小的折射率異向性值、適當(dāng)大小的介電常數(shù)異向性值、陡峭的電光學(xué)特性、向列相的較廣的溫度范圍、及與其他液晶性化合物的優(yōu)異的相容性的液晶性化合物，特別是一種具有向列相的較廣的溫度范圍的液晶性化合物。一種化合物，所述化合物以式(i)所表示例如，R1及R2為碳數(shù)為1～8的烷基或碳數(shù)為2～8的烯基；環(huán)A1為反式-1，4-亞環(huán)己基或1，4-亞苯基；環(huán)A2為反式-1，4-亞環(huán)己基或2，3-二氟-1，4-亞苯基；Q1及Q2為氟或氯；h為0、1或2。
文檔編號C09K19/18GK102574759SQ201080043640
公開日2012年7月11日 申請日期2010年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月1日
發(fā)明者小林雅秀, 山下淳一, 藤森颯雅香 申請人:捷恩智株式會社, 捷恩智石油化學(xué)株式會社